JP2006318967A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力信号に対して信号処理を行うデータ回路と前記データ回路にクロック信号を供給するためのクロック回路とを有する半導体集積回路に関するものであり、特に半導体集積回路において発生するクロックジッタを抑制する技術に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having a data circuit for performing signal processing on an input signal and a clock circuit for supplying a clock signal to the data circuit. In particular, the present invention relates to a clock jitter generated in the semiconductor integrated circuit. It relates to the technology to suppress.
半導体集積回路に含まれる回路は、入力信号に対して信号処理を行うデータ回路と、データ回路にクロック信号を供給するためのクロック回路との2つに分類される。半導体集積回路内のPLL回路やクロック入力端子から入力されたクロック信号は、クロック回路を伝搬してデータ回路に入力され、データ回路は、入力されたクロック信号に同期して動作する。 Circuits included in the semiconductor integrated circuit are classified into two types: a data circuit that performs signal processing on an input signal and a clock circuit that supplies a clock signal to the data circuit. A clock signal input from a PLL circuit or a clock input terminal in the semiconductor integrated circuit propagates through the clock circuit and is input to the data circuit, and the data circuit operates in synchronization with the input clock signal.
外部から入力された入力信号に同期してディジタル信号処理を行う従来の半導体集積回路は、例えば、図7のように構成される。 A conventional semiconductor integrated circuit that performs digital signal processing in synchronization with an input signal input from the outside is configured, for example, as shown in FIG.
半導体集積回路600は、クロック入力端子610、データ回路620、クロック回路630、電源端子640、およびスタンダードセル用電源配線650を備えて構成されている。
The semiconductor integrated
クロック入力端子610は、半導体集積回路600の外部からクロック信号が入力されるようになっている。
A clock signal is input to the
データ回路620は、バッファ、論理ゲート、またはフリップフロップ等で構成され、入力信号に対して信号処理を行うようになっている。
The
クロック回路630は、バッファ、論理ゲート、またはフリップフロップ等で構成され、クロック入力端子610を介して入力されたクロック信号をデータ回路620に供給するようになっている。
The
電源端子640は、半導体集積回路600の外部から電源電圧が供給されるようになっている。
A power supply voltage is supplied from the outside of the semiconductor integrated
スタンダードセル用電源配線650は、電源端子640から入力された電源電圧をデータ回路620とクロック回路630とに供給するようになっている。
The standard cell
すなわち、上記の構成では、データ回路620とクロック回路630とで使用する電源は共通のスタンダードセル用電源配線650から供給され、データ回路620とクロック回路630とは、半導体集積回路600の内部で明確に分離されることなく混在して配置されていた(例えば、非特許文献1を参照)。
しかしながら、データ回路620が入力されたクロック信号に同期して動作することによって電力を消費すると、データ回路620の電源電位が変化し、電源ノイズが発生する。データ回路620で発生した電源ノイズは、スタンダードセル用電源配線650を介して、データ回路620の近傍のクロック回路630に伝搬する。
However, when power is consumed by the
このため、クロック回路630の電源電位は、データ回路620の電源電位の変化量とほぼ同じ量だけ変動する。この際、このクロック回路630の電源電位の変化時刻と、PLL回路やクロック入力端子610から入力されたクロック信号がクロック回路630に到達する時刻が重なっていると、クロック回路630で使用されているトランジスタの遅延時間が変動する。
For this reason, the power supply potential of the
データ回路620を構成する全てのトランジスタは、クロック信号に同期して毎回動作するとは限らず、各クロックサイクル時に異なるトランジスタが動作する。このため、クロック回路630の電源電位の変動量は毎クロックサイクルで異なる。結果として、クロック回路630内のトランジスタの遅延時間変動量は毎クロックサイクルで異なることになり、これがクロックのジッタ悪化の要因となっていた。
All the transistors constituting the
クロック信号にジッタが発生すると、クロック信号が入力されるデータ回路620では、タイミングマージンがジッタ量に応じて狭くなり、例えば、クロックジッタが悪化することによるデータのミスラッチが発生する確率が増加し、半導体集積回路の誤動作確率が高くなる。
When jitter occurs in the clock signal, in the
本発明は、前記の問題に着目してなされたものであり、クロックジッタの悪化を抑制し、半導体集積回路内部をクロック信号が伝搬している間にクロックジッタが悪化することが原因で発生する誤動作を抑制することが可能な半導体集積回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-described problem, and is caused by the deterioration of the clock jitter while suppressing the deterioration of the clock jitter and the clock signal being propagated in the semiconductor integrated circuit. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of suppressing malfunction.
前記の課題を解決するため、請求項1の発明は、
入力信号に対して信号処理を行うデータ回路と前記データ回路にクロック信号を供給するためのクロック回路とを有する半導体集積回路であって、
前記データ回路に電源電圧を供給するデータ回路用電源配線と、
前記クロック回路に電源電圧を供給するクロック回路用電源配線と、
前記データ回路用電源配線とクロック回路用電源配線との間に設けられて、電流の交流成分に対して電圧降下を引き起こす電圧降下部とを備え、
前記データ回路とデータ回路用電源配線とは、基板をデータセル領域およびクロックセル領域に別けたうちのデータセル領域に形成され、
前記クロック回路とクロック回路用電源配線とは、前記クロックセル領域に形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention of
A semiconductor integrated circuit having a data circuit that performs signal processing on an input signal and a clock circuit for supplying a clock signal to the data circuit,
A data circuit power supply wiring for supplying a power supply voltage to the data circuit;
A clock circuit power supply wiring for supplying a power supply voltage to the clock circuit;
A voltage drop portion provided between the power wiring for the data circuit and the power wiring for the clock circuit, and causing a voltage drop with respect to an alternating current component;
The data circuit and the power wiring for the data circuit are formed in the data cell region of the substrate divided into the data cell region and the clock cell region,
The clock circuit and the power supply wiring for the clock circuit are formed in the clock cell region.
また、請求項2の発明は、
請求項1の半導体集積回路であって、
前記電圧降下部は、
データ回路用電源配線およびクロック回路用電源配線のうちの少なくとも何れか一方の電源配線の配線層とは異なる配線層に設けられた他層電源配線と、
前記データ回路用電源配線およびクロック回路用電源配線のうちの少なくとも何れか一方と前記他層電源配線とを接続するビアとを有していることを特徴とする。
The invention of claim 2
The semiconductor integrated circuit according to
The voltage drop unit is
Another layer power supply wiring provided in a wiring layer different from the wiring layer of at least one of the power wiring for the data circuit and the power wiring for the clock circuit,
It has a via for connecting at least one of the power wiring for the data circuit and the power wiring for the clock circuit and the other layer power wiring.
また、請求項3の発明は、
請求項1の半導体集積回路であって、
前記電圧降下部は、コイルであることを特徴とする。
The invention of claim 3
The semiconductor integrated circuit according to
The voltage drop unit is a coil.
これらにより、データ回路で電源ノイズが発生しても、電圧降下部によって、ノイズが低減させられるので、クロック回路の電源電位変動量を抑制して、クロック回路の遅延時間変動を抑制することができ、クロック信号のジッタ発生量を低減することが可能になる。また、クロック信号のジッタ発生量が抑制されると、データ回路におけるタイミングマージンがより広くなり、データ回路においてクロックジッタが原因で発生するデータのミスラッチの発生確率が低減され、半導体集積回路の誤動作確率が低減される。 As a result, even if power supply noise occurs in the data circuit, the noise can be reduced by the voltage drop unit. Therefore, the power supply potential fluctuation amount of the clock circuit can be suppressed and the delay time fluctuation of the clock circuit can be suppressed. This makes it possible to reduce the amount of jitter in the clock signal. In addition, when the amount of jitter of the clock signal is suppressed, the timing margin in the data circuit becomes wider, the probability of occurrence of data mislatch caused by clock jitter in the data circuit is reduced, and the malfunction probability of the semiconductor integrated circuit. Is reduced.
また、請求項4の発明は、
請求項1の半導体集積回路であって、
前記クロックセル領域は、基板上に複数設けられたものであり、
各クロックセル領域内のクロック回路用電源配線は、他のクロックセル領域内のクロック回路用電源配線と接続される場合には、前記電圧降下部を介して接続されることを特徴とする。
The invention of claim 4
The semiconductor integrated circuit according to
A plurality of the clock cell regions are provided on the substrate,
When the clock circuit power supply wiring in each clock cell region is connected to the clock circuit power supply wiring in another clock cell region, it is connected via the voltage drop unit.
これにより、クロックセル領域間で電源配線が接続される場合にも、電源ノイズが低減させられて、クロック信号のジッタ発生量を低減することが可能になる。 As a result, even when the power supply wiring is connected between the clock cell regions, the power supply noise can be reduced, and the jitter generation amount of the clock signal can be reduced.
また、請求項5の発明は、
請求項4の半導体集積回路であって、
各クロックセル領域のクロック回路は、他のクロックセル領域のクロック回路とは異なる1つのクロック信号のみが供給されるように構成されていることを特徴とする。
The invention of claim 5
The semiconductor integrated circuit according to claim 4, comprising:
The clock circuit in each clock cell region is configured to be supplied with only one clock signal different from the clock circuits in other clock cell regions.
これにより、各クロックセル領域内のクロック信号は、互いに他のクロックセル領域内のクロック信号から影響を受けないので、電源ノイズが原因で発生するジッタ量が小さくなる。 As a result, the clock signals in each clock cell area are not affected by the clock signals in the other clock cell areas, so that the amount of jitter generated due to power supply noise is reduced.
また、請求項6の発明は、
請求項1の半導体集積回路であって、
前記データセル領域は、基板上に複数設けられたものであり、
各データセル領域内のデータ回路用電源配線は、他のデータセル領域内のデータ回路用電源配線と接続される場合には、前記電圧降下部を介して接続されるように構成されていることを特徴とする。
The invention of claim 6
The semiconductor integrated circuit according to
A plurality of the data cell regions are provided on the substrate,
When the data circuit power supply wiring in each data cell region is connected to the data circuit power supply wiring in another data cell region, the data circuit power supply wiring is configured to be connected via the voltage drop unit. It is characterized by.
これにより、データ領域間で電源配線が接続される場合にも、電源ノイズが低減させられて、クロック信号のジッタ発生量を低減することが可能になる。 As a result, even when the power supply wiring is connected between the data areas, the power supply noise can be reduced and the amount of jitter in the clock signal can be reduced.
また、請求項7の発明は、
請求項1の半導体集積回路であって、
さらに、前記クロック回路用電源配線とは電位が異なる電源配線と前記クロック回路用電源配線との間に、キャパシタンスを有する容量素子を備えていることを特徴とする。
The invention of claim 7
The semiconductor integrated circuit according to
Furthermore, a capacitance element having a capacitance is provided between the power supply wiring having a potential different from that of the clock circuit power supply wiring and the clock circuit power supply wiring.
また、請求項8の発明は、
請求項1の半導体集積回路であって、
さらに、前記データ回路用電源配線とは電位が異なる電源配線と前記データ回路用電源配線との間に、キャパシタンスを有する容量素子を備えていることを特徴とする。
The invention of claim 8
The semiconductor integrated circuit according to
Furthermore, a capacitance element having a capacitance is provided between a power supply wiring having a potential different from that of the data circuit power supply wiring and the data circuit power supply wiring.
これらにより、クロックセル領域に伝わった電源ノイズは、容量素子が持つキャパシタンスによってさらに低減されるので、クロック回路における電源電位の変化量がより一層低減され、クロック信号のジッタ発生量をさらに低減することが可能になる。 As a result, the power supply noise transmitted to the clock cell region is further reduced by the capacitance of the capacitive element, so that the amount of change in the power supply potential in the clock circuit is further reduced and the amount of jitter in the clock signal is further reduced. Is possible.
また、請求項9の発明は、
請求項1の半導体集積回路であって、
前記データセル領域は、基板上に複数設けられたものであり、
前記クロックセル領域は、前記データセル領域とデータセル領域の間に設けられたものであり、
各データセル領域のデータ回路から他のデータセル領域のデータ回路に対して信号を伝達するデータ信号配線は、前記クロックセル領域上では、前記クロック回路がクロック信号を伝達するクロック信号配線と互いに直交するように構成されていることを特徴とする。
The invention of claim 9
The semiconductor integrated circuit according to
A plurality of the data cell regions are provided on the substrate,
The clock cell region is provided between the data cell region and the data cell region,
The data signal wiring for transmitting a signal from the data circuit in each data cell region to the data circuit in the other data cell region is orthogonal to the clock signal wiring through which the clock circuit transmits a clock signal on the clock cell region. It is comprised so that it may do.
これにより、クロック信号配線がデータ信号配線において信号変化時に発生するクロストークノイズの影響を受けないようにすることが可能になり、クロストークノイズが原因で発生するクロック信号のジッタ量を低減することが可能になる。 As a result, it is possible to prevent the clock signal wiring from being affected by the crosstalk noise generated when the signal changes in the data signal wiring, and to reduce the amount of jitter of the clock signal generated due to the crosstalk noise. Is possible.
本発明によれば、クロックジッタの悪化を抑制し、クロックジッタの悪化が原因で発生する半導体集積回路の誤動作を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the clock jitter and to suppress the malfunction of the semiconductor integrated circuit caused by the deterioration of the clock jitter.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
《発明の実施形態1》
図1は、本発明の実施形態1に係る半導体集積回路100の構成を示すブロック図である。同図に示すように半導体集積回路100の基板は、回路が構成される領域としてデータセル領域110とクロックセル領域120とがある。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated
データセル領域110は、データ回路111とデータ回路用電源配線112とを含んでいる。
The
データ回路111は、バッファ、論理ゲート、またはフリップフロップ等で構成され、入力信号に対して信号処理を行うようになっている。
The
データ回路用電源配線112は、データ回路111に電源電圧を供給するようになっている。
The data circuit
クロックセル領域120は、クロック回路121とクロック回路用電源配線122とを含んでいる。
The
クロック回路121は、バッファ、論理ゲート、またはフリップフロップ等で構成され、入力されたクロック信号をデータセル領域110に供給するようになっている。
The
クロック回路用電源配線122は、クロック回路121に電源電圧を供給するようになっている。
The clock circuit
また、半導体集積回路100は、クロック入力端子130、電源端子140、上層電源配線150、リング電源160、およびビア170を備えている。
The semiconductor integrated
クロック入力端子130は、半導体集積回路100の外部からクロック信号が入力されるようになっている。
A clock signal is input to the
電源端子140は、リング電源160に接続される一方、半導体集積回路100を動作させるために必要な電源電圧が半導体集積回路100の外部から供給されるようになっている。
The
上層電源配線150は、データ回路用電源配線112やクロック回路用電源配線122よりも少なくとも1つ上層の配線層で構成された電源配線である。
The upper layer
リング電源160は、データ回路用電源配線112やクロック回路用電源配線122よりも少なくとも1つ上層の配線層に構成された電源配線であり、上層電源配線150と接続されている。
The
ビア170は、上層電源配線150とデータ回路用電源配線112とを接続し、さらに上層電源配線150とクロック回路用電源配線122とを接続するようになっている。
The via 170 connects the upper layer
図2は、上記のように構成された半導体集積回路100の電源配線とビアについての断面(図1におけるA−A断面)である。この構成により、クロック回路用電源配線122とデータ回路用電源配線112とは、ビア170を介して上層電源配線150によって接続される。
FIG. 2 is a cross-section (cross-section AA in FIG. 1) of the power supply wiring and via of the semiconductor integrated
次に、このように構成された半導体集積回路100の動作を説明する。
Next, the operation of the semiconductor integrated
クロック入力端子130から入力されたクロック信号は、クロックセル領域120のクロック回路121を経由して、データセル領域110のデータ回路111に入力される。
The clock signal input from the
この時、データ回路111はクロック信号に同期して動作し電力を消費するため、データ回路用電源配線112の電源電位が変化して、データ回路111で電源ノイズが発生する。1つのデータ回路111で発生した電源ノイズは、データ回路用電源配線112を経由して、クロック回路121や他のデータ回路111に伝搬しようとする。
At this time, since the
しかし、データセル領域110とクロックセル領域120との間には、ビア170と上層電源配線150が含まれており、ビア170と上層電源配線150を経由しなければクロック回路121の電源ノイズは伝搬されない。
However, the via 170 and the upper layer
半導体集積回路100に存在するビア170は、クロック回路用電源配線122、データ回路用電源配線112、および上層電源配線150等の配線よりも配線幅が狭いか、または異なる物質が使われているため、一般的には抵抗値が高くなることが知られている。このため、データ回路111で発生した電源ノイズは、ビア170が持つ抵抗値によって低減されてクロック回路121に伝わることになる。
The via 170 existing in the semiconductor integrated
したがって、クロック回路121の電源電位の変化量は、データセル領域110の電源電位の変化量よりも少なくなり、クロック回路121の遅延時間の変動を抑制することができる。それゆえ、半導体集積回路100では、クロック信号のジッタ発生量を低減することが可能になる。
Therefore, the amount of change in the power supply potential of the
上記のように、本実施形態によれば、データ回路用電源配線112とクロック回路用電源配線122とをそれぞれ別の領域で設け、これらを各電源配線よりも抵抗値の高いビアによって接続したので、データ回路111で発生した電源ノイズが低減し、クロック回路121に直接影響を及ばさなくなる。それゆえ、クロック回路121の電源電位変動量を抑制して、クロック回路121の遅延時間変動を抑制することができ、クロック信号のジッタ発生量を低減することが可能になる。
As described above, according to the present embodiment, the data circuit
また、クロック信号のジッタ発生量が抑制されると、データ回路111におけるタイミングマージンがより広くなり、データ回路111においてクロックジッタが原因で発生するデータのミスラッチの発生確率が低減され、半導体集積回路100の誤動作確率が低減される。
In addition, when the amount of jitter in the clock signal is suppressed, the timing margin in the
なお、本実施形態では、上層電源配線150の配線層が、クロックセル領域120のクロック回路用電源配線122およびデータセル領域110のデータ回路用電源配線112の何れとも異なる構成について説明したが、クロックセル領域120およびデータセル領域110のうちの少なくとも何れか一方と異なる配線層に電源配線を構成し、ビア170を介してクロックセル領域120とデータセル領域110とを接続するように構成しても同様な効果が得られる。
In the present embodiment, the configuration in which the wiring layer of the upper layer
また、クロックセル領域120とデータセル領域110とが上層電源配線150とビア170ではなく、ビア170と同様の電源ノイズを低減させる効果を持つ物理構造や回路によって接続されていても同様な効果が得られる。例えば、上層電源配線150の配線長が著しく長く、インピーダンスを持っていても同様な効果が得られる。また上層電源配線150とビア170の代わりにインピーダンス素子を使用した場合にも同様な効果が得られる。
Further, even if the
《発明の実施形態2》
図3は、本発明の実施形態2に係る半導体集積回路200の構成を示すブロック図である。なお、以下の実施形態において前記実施形態1等と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the semiconductor integrated
半導体集積回路200は、実施形態1の半導体集積回路100と比べ、データ回路用電源配線112とクロック回路用電源配線122とがビア170で接続される代わりに、コイル270で接続されている点が異なっている。
The semiconductor integrated
コイル270は、インピーダンス素子の一つであり、その抵抗成分が0であるのに対してリアクタンス成分がある有限の値を持つ特徴がある。一般的に、インピーダンス素子の抵抗成分は電流の直流成分に対して電圧降下を引き起こすのに対して、リアクタンス成分は電流の交流成分に対して電圧降下を引き起こすことがよく知られている。
The
データ回路111で発生する電源ノイズは、クロック入力端子130から入力されたクロック信号に同期して発生する。このため、短時間にデータ回路用電源配線112の電源電位が急激に変化し、この結果、データ回路111で発生する電源ノイズは高周波成分を持つ。
The power supply noise generated in the
本実施形態では、コイル270がリアクタンス成分を有しているので、データ回路111で発生する電源ノイズは、コイル270によって低減されてクロックセル領域120に伝わる。
In the present embodiment, since the
このため、クロックセル領域120に存在するクロック回路121における電源電位の変化量は、データセル領域110における電源電位変化量よりも少なくなり、実施形態1の半導体集積回路と同様の効果が得られる。
Therefore, the change amount of the power supply potential in the
また、クロック回路121やデータ回路111に供給される電源は短時間における電源電位の変化が非常に少なく、直流成分を多く持つという特徴がある。したがって、電源端子140から供給された電源電圧は、コイル270によって電圧降下を引き起こさずにクロック回路121やデータ回路111に供給される。
In addition, the power supplied to the
一方、実施形態1の半導体集積回路では、上層電源配線150とビア170とが抵抗成分を持つため、電源端子140から供給された電源電圧が上層電源配線150とビア170とによって電圧降下を引き起こされて、クロック回路121やデータ回路111に供給される。
On the other hand, in the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment, since the upper layer
このように、実施形態2の半導体集積回路では、コイル270が直流成分に対しては電圧降下を引き起こさないため、クロック回路121やデータ回路111が動作するために必要な電源を、電圧降下を引き起こさせずに供給することが可能になるという効果がある。
As described above, in the semiconductor integrated circuit according to the second embodiment, the
なお、本実施形態では、クロックセル領域120とデータセル領域110とがコイル270によって接続されている構成について説明したが、抵抗成分が0で、リアクタンス成分がある有限の値を持つというコイル270と同様な特徴を持つ物理構造や回路によって接続すれば、コイルには限定されない。
In this embodiment, the configuration in which the
《発明の実施形態3》
図4は、本発明の実施形態3に係る半導体集積回路300の構成を示すブロック図である。半導体集積回路300は、データセル領域110と第1のクロックセル領域310と第2のクロックセル領域320とを有している。
<< Embodiment 3 of the Invention >>
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated
実施形態1の半導体集積回路との違いは、第1のクロック入力端子330と第2のクロック入力端子340とを介して2つのクロック信号が半導体集積回路300に入力され、第1のクロック入力端子330より入力されたクロック信号は、第1のクロックセル領域310に含まれるクロック回路121によって伝搬して、データセル領域110のデータ回路111に入力され、また第2のクロック入力端子340より入力されたクロック信号は、第2のクロックセル領域320に含まれるクロック回路121によって伝搬して、データセル領域110のデータ回路111に入力される点である。
The difference from the semiconductor integrated circuit of the first embodiment is that two clock signals are input to the semiconductor integrated
また、第1のクロックセル領域310と第2のクロックセル領域320とは、上層電源配線150とビア170とによって接続されている。このため、第1のクロックセル領域310のクロック回路121において発生する電源ノイズは、第2のクロックセル領域320に直接伝搬しなくなる。逆に、第2のクロックセル領域320に含まれるクロック回路121において発生する電源ノイズは第1のクロックセル領域310に直接伝搬しなくなる。
Further, the first
このように、第1のクロック入力端子330から入力されたクロック信号は、第2のクロック入力端子340から入力されたクロック信号の影響を受けずに、データセル領域110のデータ回路111に伝わる。したがって、第1のクロック入力端子330から入力されたクロック信号は、電源ノイズが原因で発生するジッタ量が小さくなる。
As described above, the clock signal input from the first
また、第2のクロック入力端子340から入力されたクロック信号は、第1のクロック入力端子330から入力されたクロック信号の影響を受けずにデータセル領域110のデータ回路111に伝わる。したがって、第2のクロック入力端子340から入力されたクロック信号は、電源ノイズが原因で発生するジッタ量が小さくなる。
Further, the clock signal input from the second
上記のように、本実施形態では、実施形態1と同様の効果に加え、第1のクロック入力端子330から入力されたクロック信号、および第2のクロック入力端子340から入力されたクロック信号は、互いのクロック回路121で発生する電源ノイズの影響を受けずに伝搬するので、ジッタ量の少ないクロック信号をデータ回路111に出力することが可能になる。
As described above, in the present embodiment, in addition to the same effects as in the first embodiment, the clock signal input from the first
なお、本実施形態では、2種類のクロック信号と2つのクロックセル領域とがある構成について説明したが、クロック信号が3種類以上である構成においては、クロック信号と同数のクロックセル領域を設け、1つのクロックセル領域には、クロック信号を伝搬させるために各々1種類のクロック回路121しか含まないように構成すればよい。これにより、他のクロック信号によって電源電位が変動したことが影響して発生するジッタ量を低減することが可能になる。
In the present embodiment, a configuration having two types of clock signals and two clock cell regions has been described. However, in a configuration having three or more types of clock signals, the same number of clock cell regions as the clock signals are provided, Each clock cell region may be configured to include only one type of
《発明の実施形態4》
図5は、本発明の実施形態4に係る半導体集積回路400の構成を示すブロック図である。半導体集積回路400は、半導体集積回路100に対し、さらに容量素子470が追加されて構成されている。
<< Embodiment 4 of the Invention >>
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated
容量素子470は、クロック回路用電源配線122よりも電位が高電位または低電位の電源配線と、クロック回路用電源配線122との間に接続されている。具体的に本実施形態では、クロック回路用電源配線122と接地電源との間に接続されている。
The
このため、ビア170が持つ抵抗値によって低減されてクロックセル領域120に伝わった電源ノイズは、容量素子470が持つキャパシタンスによってさらに低減される。
For this reason, the power supply noise that is reduced by the resistance value of the via 170 and transmitted to the
したがって、クロックセル領域120のクロック回路121における電源電位の変化量がより一層低減され、クロック回路121の遅延時間変動をさらに抑制することができる。それゆえ、本実施形態では、クロック信号のジッタ発生量をさらに効果的に低減することが可能になる。
Therefore, the amount of change in the power supply potential in the
なお、本実施形態では、クロックセル領域120に容量素子470が含まれている構成について説明したが、データセル領域110において、データ回路用電源配線112と接地電源との間に容量素子470を設けても同様の効果が得られる。
In this embodiment, the configuration in which the
《発明の実施形態5》
図6は、本発明の実施形態5に係る半導体集積回路500の構成を示すブロック図である。半導体集積回路500は、複数のデータセル領域110を有し、データセル領域110とデータセル領域110との間にクロックセル領域120が設けられている。
<< Embodiment 5 of the Invention >>
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated
クロックセル領域120内には、クロック回路121と、クロック信号を伝達するクロック信号配線580と、データ回路111が出力した信号を伝達するデータ信号配線590とが含まれている。クロック信号配線580とデータ信号配線590とは、互いに直交関係となるように配置されている。
The
また、データセル領域110内には、データ回路111とデータ信号配線590が含まれている。その他の構成は、実施形態1の半導体集積回路100と同様である。
In the
このように構成された半導体集積回路500では、クロック入力端子130から入力されたクロック信号がクロックセル領域120内のクロック回路121と、クロック信号配線580とを経由して、データセル領域110内のデータ回路111に入力されると、データ回路111は、入力されたクロック信号に同期して動作し、データ信号配線590を経由して他のデータ回路111に信号を出力する。この時、データ回路111でクロック信号に同期して発生する電源ノイズは、ビア170と上層電源配線150とを経由することにより低減されて、クロック回路121に伝わる。
In the semiconductor integrated
したがって、電源ノイズによって発生するクロック回路121のジッタ発生量を低減することが可能になり、実施形態1の回路と同様の効果が得られる。
Therefore, it is possible to reduce the amount of jitter generated by the
また、通常、クロック信号配線580とデータ信号配線590とが並行関係にある時に、データ信号配線590が信号変化すると、クロック信号配線580とデータ信号配線590とのカップリング容量値に比例したクロストークノイズが発生し、クロック信号配線580にノイズが伝搬することがよく知られている。このノイズの発生時刻がクロック信号の信号変化時刻と重なった場合、クロック信号の遅延時間が変動する。この遅延時間の変動がクロック信号のジッタとして表れる。
In general, when the
これに対して、本実施例では、クロック信号配線580とデータ信号配線590とは、クロックセル領域120内で直交関係にあるため、クロック信号配線580とデータ信号配線590とのカップリング容量値が小さくなって、データ信号配線590の信号変化時に発生するクロストークノイズの影響を、クロック信号配線580が受けないようにすることが可能になる。すなわち、実施形態5によれば、クロストークノイズの影響で発生するクロック信号のジッタの量を低減することが可能になる。
On the other hand, in this embodiment, the
なお、上記で説明した実施形態1〜4の各半導体集積回路では、クロックセル領域120とデータセル領域110とが各々1つずつである構成について説明したが、クロックセル領域120が複数存在する構成、あるいはデータセル領域110が複数存在する構成でも同様の効果が得られる。また、この場合、実施形態3では、クロックセル領域120間でクロック回路用電源配線122同士を接続する際にビア170を介して接続する例を説明したが、例えばコイルのようなインピーダンス素子を介して接続するようにしてもよい。これにより、より効果的に電源ノイズを低減し、クロック信号のジッタ発生量を低減することが可能になる。
In each of the semiconductor integrated circuits of the first to fourth embodiments described above, a configuration in which there is one
また、データセル領域110間でデータ回路用電源配線112同士を接続する場合もインピーダンス素子を介して接続すれば、同様により効果的に電源ノイズを低減することが可能になる。
Further, when the data circuit
本発明にかかる半導体集積回路は、クロックジッタの悪化を抑制し、クロックジッタの悪化が原因で発生する半導体集積回路の誤動作を抑制することができるという効果を有し、入力信号に対して信号処理を行うデータ回路と前記データ回路にクロック信号を供給するためのクロック回路とを有する半導体集積回路等として有用である。 The semiconductor integrated circuit according to the present invention has an effect of suppressing the deterioration of clock jitter and suppressing the malfunction of the semiconductor integrated circuit caused by the deterioration of the clock jitter. It is useful as a semiconductor integrated circuit or the like having a data circuit for performing the above and a clock circuit for supplying a clock signal to the data circuit.
100 半導体集積回路
110 データセル領域
111 データ回路
112 データ回路用電源配線
120 クロックセル領域
121 クロック回路
122 クロック回路用電源配線
130 クロック入力端子
140 電源端子
150 上層電源配線
160 リング電源
170 ビア
200 半導体集積回路
270 コイル
300 半導体集積回路
310 第1のクロックセル領域
320 第2のクロックセル領域
330 第1のクロック入力端子
340 第2のクロック入力端子
400 半導体集積回路
470 容量素子
500 半導体集積回路
580 クロック信号配線
590 データ信号配線
600 半導体集積回路
610 クロック入力端子
620 データ回路
630 クロック回路
640 電源端子
650 スタンダードセル用電源配線
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記データ回路に電源電圧を供給するデータ回路用電源配線と、
前記クロック回路に電源電圧を供給するクロック回路用電源配線と、
前記データ回路用電源配線とクロック回路用電源配線との間に設けられて、電流の交流成分に対して電圧降下を引き起こす電圧降下部とを備え、
前記データ回路とデータ回路用電源配線とは、基板をデータセル領域およびクロックセル領域に別けたうちのデータセル領域に形成され、
前記クロック回路とクロック回路用電源配線とは、前記クロックセル領域に形成されていることを特徴とする半導体集積回路。 A semiconductor integrated circuit having a data circuit that performs signal processing on an input signal and a clock circuit for supplying a clock signal to the data circuit,
A data circuit power supply wiring for supplying a power supply voltage to the data circuit;
A clock circuit power supply wiring for supplying a power supply voltage to the clock circuit;
A voltage drop portion provided between the power wiring for the data circuit and the power wiring for the clock circuit, and causing a voltage drop with respect to an alternating current component;
The data circuit and the power wiring for the data circuit are formed in the data cell region of the substrate divided into the data cell region and the clock cell region,
The clock integrated circuit and the clock circuit power supply wiring are formed in the clock cell region.
前記電圧降下部は、
データ回路用電源配線およびクロック回路用電源配線のうちの少なくとも何れか一方の電源配線の配線層とは異なる配線層に設けられた他層電源配線と、
前記データ回路用電源配線およびクロック回路用電源配線のうちの少なくとも何れか一方と前記他層電源配線とを接続するビアとを有していることを特徴とする半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 1, comprising:
The voltage drop unit is
Another layer power supply wiring provided in a wiring layer different from the wiring layer of at least one of the power wiring for the data circuit and the power wiring for the clock circuit,
A semiconductor integrated circuit comprising a via for connecting at least one of the power wiring for the data circuit and the power wiring for the clock circuit and the power wiring for the other layer.
前記電圧降下部は、コイルであることを特徴とする半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 1, comprising:
The semiconductor integrated circuit, wherein the voltage drop unit is a coil.
前記クロックセル領域は、基板上に複数設けられたものであり、
各クロックセル領域内のクロック回路用電源配線は、他のクロックセル領域内のクロック回路用電源配線と接続される場合には、前記電圧降下部を介して接続されることを特徴とする半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 1, comprising:
A plurality of the clock cell regions are provided on the substrate,
A power supply wiring for a clock circuit in each clock cell region is connected via the voltage drop portion when connected to a power supply wiring for a clock circuit in another clock cell region. circuit.
各クロックセル領域のクロック回路は、他のクロックセル領域のクロック回路とは異なる1つのクロック信号のみが供給されるように構成されていることを特徴とする半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 4, comprising:
A semiconductor integrated circuit, wherein a clock circuit in each clock cell area is configured to be supplied with only one clock signal different from clock circuits in other clock cell areas.
前記データセル領域は、基板上に複数設けられたものであり、
各データセル領域内のデータ回路用電源配線は、他のデータセル領域内のデータ回路用電源配線と接続される場合には、前記電圧降下部を介して接続されるように構成されていることを特徴とする半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 1, comprising:
A plurality of the data cell regions are provided on the substrate,
When the data circuit power supply wiring in each data cell region is connected to the data circuit power supply wiring in another data cell region, the data circuit power supply wiring is configured to be connected via the voltage drop unit. A semiconductor integrated circuit.
さらに、前記クロック回路用電源配線とは電位が異なる電源配線と前記クロック回路用電源配線との間に、キャパシタンスを有する容量素子を備えていることを特徴とする半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 1, comprising:
The semiconductor integrated circuit further comprises a capacitance element having a capacitance between a power supply wiring having a potential different from that of the clock circuit power supply wiring and the clock circuit power supply wiring.
さらに、前記データ回路用電源配線とは電位が異なる電源配線と前記データ回路用電源配線との間に、キャパシタンスを有する容量素子を備えていることを特徴とする半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 1, comprising:
The semiconductor integrated circuit further comprises a capacitance element having a capacitance between a power supply wiring having a potential different from that of the data circuit power supply wiring and the data circuit power supply wiring.
前記データセル領域は、基板上に複数設けられたものであり、
前記クロックセル領域は、前記データセル領域とデータセル領域の間に設けられたものであり、
各データセル領域のデータ回路から他のデータセル領域のデータ回路に対して信号を伝達するデータ信号配線は、前記クロックセル領域上では、前記クロック回路がクロック信号を伝達するクロック信号配線と互いに直交するように構成されていることを特徴とする半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 1, comprising:
A plurality of the data cell regions are provided on the substrate,
The clock cell region is provided between the data cell region and the data cell region,
The data signal wiring for transmitting a signal from the data circuit in each data cell region to the data circuit in the other data cell region is orthogonal to the clock signal wiring through which the clock circuit transmits a clock signal on the clock cell region. A semiconductor integrated circuit characterized by being configured to do so.
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